Расчетные возможности

• Для задач с расчетом на динамику во времени добавлена возможность отображения в глобальной или местной системе координат мозаик ускорений и скоростей для всех узлов схемы. Также доступен просмотр анимации изменения ускорений и скоростей во времени.

• Для задач с расчетом на динамику во времени на основе вычисленных ускорений для рассматриваемого узла схемы реализовано построение графика спектра ответа по направлениям X, Y, Z, UX, UY, UZ.

• Добавлена опция позволяющая при рассмотрении узла с заданной акселерограммой по выбранному направлению при построении графика ускорения и спектра ответа суммировать заданный график и график, полученный по результатам расчета.

• Добавлена опция выбора способа отображения мозаик представляющих начальные, конечные и относительные значения нелинейных жесткостей пластин и стержней вычисленных в результате расчета системы Инженерная нелинейность 1 (итерационный метод расчета на определяющее нагружение) и физически нелинейного расчета моделирующего процесс возведения (Монтаж, Инженерная нелинейность 2 (шаговый метод расчета на определяющее нагружение), Прогрессирующее обрушение). А для одноузловых и двухузловых конечных элементов моделирующих упругие связи с учетом предельного усилия (КЭ 251, 252, 255, 256, 261, 262, 265, 266) и нелинейные упругие связи (КЭ 295, 296) добавлены мозаики вычисленных окончательных жесткостей.

• Для физически нелинейных задач с использованием объемных итерационных элементов реализован инструмент для просмотра, исследования и документирования вычисленных параметров напряженно-деформированного состояния. В окне Состояние сечения представлены следующие результаты расчета для выбранного итерационного объемного элемента в режиме получения информации:

  • мозаика нормальных напряжений в основном/ армирующем материале объемного элемента;
  • мозаика относительных деформаций в основном/ армирующем материале объемного элемента;
  • мозаика касательных напряжений τxy/ τxz/ τyz в основном материале объемного элемента;
  • мозаика относительных деформаций γxy/ γxz/ γyz в основном материале объемного элемента.

• Реализованы новые режимы мозаик для выполнения анализа отпора грунта:

  • Мозаика отпора грунта Rz (погонная) (Н/м);
  • Мозаика отпора грунта Ry (погонная) (Н/м);
  • Мозаика отпора грунта Rz/Bc (Н/м^2);
  • Мозаика отпора грунта Ry/Hc (Н/м^2).

  Примечание

  Вс - ширину осадочной лунки, размер, параллельный оси Y1 стержня (м);
  Нс - шириной осадочной лунки, размер, параллельный оси Z1 стержня (м).

• Актуализирован модуль динамики (32) в соответствии с требованиями “СНРА 20.04-2020. Строительные нормы Республики Армения. Сейсмостойкое строительство. Нормы проектирования”.

• Для объемных итерационных КЭ добавлена информация о НДС сечения, которая позволяет анализировать состояние основного и армирующего материалов.

• Для нелинейных упругих связей (КЭ 295, 296) реализовано вычисление окончательных жесткостей.

Реализована процедура перераспределения масс. Для каждого спектрального динамического загружения и для динамики во времени можно задать набор групп перераспределения масс. Данная функциональность позволяет выполнить требования нормативных документов, касающихся учета эффектов кручения, вызванных неопределенностями в расположении масс и пространственными вариациями сейсмического воздействия.

Каждая группа имеет такие параметры:

• Положение локальной системы координат группы. Возможны два варианта задания положения этой системы координат: по умолчанию и  задание угла поворота вокруг глобальной оси Z.
• Смещение масс вдоль локальной оси R` (Eak_R`).
• Смещение масс вдоль локальной оси T` (Eak_T`).
• Список элементов для формирования группы.

Положение ЛСК группы по умолчанию определяется следующим образом:

• для однокомпонентных сейсмических воздействий – направление местной оси Х определяется как проекция сейсмического воздействия на плоскость ХOY глобальной системы координат.
• для трехкомпонентных сейсмических воздействий с радиальными составляющими – направление местной оси Х совпадает с направлением радиальной составляющей сейсмического воздействия;
• для других спектральных динамических воздействий и динамики во времени – местная система координат группы совпадает с глобальной системой координат.

Цель перераспределения масс – сместить центры масс на заданные величины смещений Eak_R` и Eak_T`.

Важно!

В группе перераспределяются массы, полученные с нагрузок и весов масс, приложенных на элементы и непосредственно на внутренние узлы группы. Внутренние узлы группы - это узлы, которые принадлежат только элементам группы. Для сбора масс элемента группы в его узлы, используется диагональная матрица масс, независимо от того какой тип матрицы был задан.

• Добавлено вычисление коэффициентов диссипации по формам для динамических модулей 41 и 64 (вычисляется на основании коэффициентов диссипации, заданных для элементов).

Примечание: в версии Лира-САПР 2022 R2 при расчёте на акселерограммы сейсмического воздействия с использованием 27 и 29 модулей динамики для расчетных моделей, состоящих из элементов или подсистем с различными демпфирующими свойствами, был реализован расчёт эквивалентного затухания по j-ой собственной форме колебаний по следующей формуле:

ξj={φj}T*∑[ξK]i*{φj}/{φj}T*[K]*{φj}

где {φj} – вектор j-й формы колебаний, [K] – матрица жесткости модели, ∑[ξK]i – матрица жесткости для i-го элемента или подсистемы, умноженная на коэффициент диссипации (коэффициент демпфирования в долях от критического) для этого элемента.

• Добавлена возможность использовать раздельно коэффициенты диссипации для каждого динамического загружения в модулях динамики 27/29 и 41/64. Для этих модулей добавилась возможность ограничивать коэффициент диссипации: для 27 и 29 – максимальный коэффициент диссипации, для 41 и 64 – минимальное и максимальное Nu.

Для КЭ трения 263/264 реализована опция "Разгрузка с начальной жесткостью". Опция позволяет реализовать гистерезисное поведение КЭ при циклическом нагружении: в момент изменения направления движения (когда скорость равна 0) происходит срабатывание силы трения T=N*mf (mf - заданный в параметрах жесткости коэффициент трения). КЭ трения при включении опции "разгрузка с начальной жесткостью" позволяет описать, к примеру, поведение фрикционного сейсмоизолятора, а при параллельном соединении с КЭ упругой связи - фрикционный маятниковый сейсмоизолятор.

• Для расчета методом Pushover Analysis добавлена возможность задания пользовательских шагов приложения горизонтальной сейсмической нагрузки и учета коэффициента диссипации.

• В расчете методом Pushover Analysis реализована возможность использовать итерационные КЭ, ранее использовались только шаговые. Например, данная возможность позволяет учитывать локальную пластичность с помощью введения нелинейных шарниров и неупругих связей.

Для КЭ стыка добавлена опция "Разгрузка с начальной жесткостью". Разгрузка выполняется по упруго-пластической модели с начальной жесткостью от точки текущего состояния. Повторная загрузка происходит по ветви предыдущей разгрузки, что возвращает состояние стыка в точку с максимальной деформацией, которая была достигнута ранее. Сдвиговая жесткость КЭ стыка связана с вертикальной жесткостью зависимостью, показанной на рисунке ниже.

Реализованы новые типы АЖТ.

Теперь АЖТ может быть одним из следующих типов:

• Все степени свободы
• X, Y, Z, UX, UY, UZ
• Z, UX, UY
• Y, UX, UZ
• X, UY, UZ
• X, Y, UZ
• X, Z, UY
• Y, Z, UX
• X, Y, UX, UY, UZ
• X, Z, UX, UY, UZ
• Y, Z, UX, UY, UZ

Направления степеней свободы соответствуют направлениям локальной системы координат ведущего узла.

Раньше АЖТ было только 1-го типа «Все степени свободы». Это означало, что кроме кинематических связей между X, Y, Z, UX, UY, UZ ведомый и ведущий узел были связаны одинаковыми значениями депланации (6-й признак схемы) и температуры (15-й признак схемы).

2-й тип АЖТ накладывает только кинематические связи  между X, Y, Z, UX, UY, UZ.

Типы АЖТ 3-5 связывают перемещения ведомого и ведущего узла при их выходе из соответствующей плоскости. Соответственно в этой плоскости перемещения  ведомого и ведущего узла независимы.

Типы АЖТ 6-8  связывают перемещения ведомого и ведущего узла в соответствующей плоскости. Соответственно при выходе из этой плоскости перемещения  ведомого и ведущего узла независимы.

Типы АЖТ 9-11 делают перемещения  ведомого и ведущего узла независимыми только вдоль соответствующей оси.

Теперь узел может быть ведущим сразу для нескольких АЖТ. Продиктовано это следующим.

Рассмотрим моделирование пересечения плиты со стеной, где плита «оставляет след» в виде АЖТ в стене, а стена «оставляет след» в виде АЖТ в плите.

Раньше схема на рисунке моделировалось тремя АЖТ:

1, 4, 5, 48, 51

2, 6, 7, 47, 50

3, 8, 9, 46, 49

Теперь это можно смоделировать с помощью шести АЖТ. Это позволит освободить степени свободы в АЖТ в направлениях не требующих сдерживания. Например, чтобы узлы плиты и стены, находящиеся в АЖТ, могли свободно перемещаться от температурного нагрева.

1, 4, 5 (тип АЖТ 3. Z, UX, UY)

1, 48, 51 (тип АЖТ 5. X, UY, UZ)

2, 6, 7 (тип АЖТ 3. Z, UX, UY)

2, 47, 50 (тип АЖТ 5. X, UY, UZ)

3, 8, 9 (тип АЖТ 3. Z, UX, UY)

3, 46, 49 (тип АЖТ 5. X, UY, UZ)

Т.е. 1, 4, 5 - это неизгибаемое тело в плоскости ХОУ, но может в этой плоскости деформироваться,

А 1, 48, 51 — это неизгибаемое тело в плоскости УOZ, но может в этой плоскости деформироваться 

Внимание!

При чтении файлов задач предыдущих версии все АЖТ имеют 1-й тип (все степени свободы). 

Ведомый узел может входить только в одно АЖТ и ведомый узел не может являться ведущим.

• Реализован учет максимального сопротивления грунта для нелинейной работы упругого основания стержней и пластин.

  Раньше под нелинейной работой упругого основания стержней и пластин подразумевалось только то, что С1/С2 выключалась из работы при отрыве (односторонняя работа). Теперь в дополнение к односторонней работе можно задать еще и ограничение на максимальное сопротивление грунта на сжатие. Т.е. теперь есть два варианта работы упругого основания:

  • односторонняя работа и отсутствие ограничения на максимальное сопротивление грунта;
  • односторонняя работа и ограничение на максимальное сопротивление грунта на сжатие.

• Добавлена возможность получать предельное значение расчетного сопротивления из расчета системы “ГРУНТ”.

Важно!

Максимальное сопротивление грунта должно быть отрицательным значением. Если данные отсутствуют  или значение больше или равно нулю, то в расчет принимается условие, что максимальное сопротивление грунта не задано.

Реализовано вычисление нового вида усилия - аналога перерезывающей силы для стесненного кручения (признак схемы 6). Изгибно-крутильный момент вычисляется в расчетных сечениях стержня, а  также для него строятся эпюры по длине стержней для КЭ 7. Данный вид усилия необходим для определения касательных напряжений при проверке несущей способности элементов подверженных кручению.

Реализована возможность расчета физически нелинейных стержневых конечных элементов для которых назначено сечение произвольного очертания и состава, созданное с помощью системы “Конструктор сечений универсальный”. Элементы с таким сечением могут быть физически нелинейными шаговыми, итерационными с разгрузкой с начальной жесткость и итерационными без учета разгрузки.

Добавлена проверка и ограничение на заданные характеристики жесткости ортотропии. Необходимо, чтобы жесткость была положительной:

• для пластинчатых КЭ ν12 ≥ 0, ν21 ≥ 0, ν12*ν21 < 1;

• для объемных КЭ ν12 ≥ 0, ν21 ≥ 0, ν13 ≥ 0, ν31 ≥ 0, ν23 ≥ 0, ν32 ≥ 0,

ν12*ν21 + ν23*(ν12*ν31 + ν32) + ν13*(ν21*ν32 + ν31) < 1

Условия того что матрица физических постоянных для ортотропии положительно определенная:

• для пластинчатых КЭ E1*E2 > (0.5*(E1*ν12+E2*ν21))^2;

• для объемных КЭ

E1*E2*(1-ν23*ν32)*(1-ν13*ν31) > (0.5*(E1*(ν12+ν13*ν32)+E2*(ν21+ν31*ν23)))^2

E1*E3*(1-ν23*ν32)*(1-ν12*ν32) > (0.5*(E1*(ν13+ν12*ν23)+E3*(ν31+ν21*ν32)))^2

E2*E3*(1-ν13*ν31)*(1-ν12*ν32) > (0.5*(E2*(ν23+ν13*ν21)+E3*(ν32+ν12*ν31)))^2

• Реализовано альтернативное правило знаков деформаций для КЭ 55, 255, 265 и 295. Смысл нового правила заключается в том, что если узлы перемещаются вдоль некой оси локальной системы координат элемента навстречу друг другу (сжатие), то деформация вдоль этой оси имеет знак «-», а если узлы перемещаются друг от друга (растяжение), то деформация имеет знак «+». Если проекции узлов на эту ось совпадают, то знак деформации будет зависеть от порядка перечисления узлов при задании элемента т. е. также как и определялся ранее.

Примечание:

Ранее деформации вычислялись как разница перемещений 2-го и 1-го узла. Т.е. знак деформации зависел от порядка перечисления узлов при задании элемента.

• При расчете пластинчатых систем стало возможным для отдельных конечных элементов оболочки задание шестой степени свободы (поворот UZ относительно оси ортогональной плоскости пластины).

Реализована возможность расчета нагрузки на фрагмент (реакций) и нагрузок для расчета продавливания, сформированных для загружений “по формуле”.